Java 线程池

为什么需要线程池

线程池有很多应用场景,如执行异步或并发的任务,那么线程池可以带来哪些好处呢?

  1. 降低资源消耗:通过反复使用创建过的线程降低线程创建和销毁的消耗
  2. 提高响应速度:当任务到达时,可以不需要等待线程创建就可以立即执行

线程池的工作原理:

当提交一个任务到线程池时,处理流程如下:

  1. 判断核心线程池是否已满。如果不是,则创建线程,执行任务;否则,进入下个流程。
  2. 判断工作队列是否已满。如果不是,则将任务存储在任务队列里;否则,进入下个流程
  3. 判断线程池是否已满。如果不是,则创建线程,执行任务;否则,交给饱和策略来处理这个任务。

创建线程池

可以通过ThreadPoolExecutor来创建一个线程池:

new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,maximumPoolSize,keepAliveTime,milliseconds,runnableTaskQueue,handler),

参数说明:

  • corePoolSize:线程池基本大小,当提交一个任务到线程池时,线程池会创建一个线程来执行任务,即使其他空闲的基本线程能够执行任务也会创建新线程;等到需要执行的任务数等于线程池基本大小就不再创建。
  • runnableTaskQueue:任务队列,用于保存待执行的任务的阻塞队列。有以下几种队列:
    • ArrayBockingQueue:基于数组结构的有界阻塞队列,按照FIFO原则处理任务
    • LinkedBlockingQueue:基于链表结构的阻塞队列,按照FIFO原则处理任务,吞吐量高于ArrayBockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列
    • SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作,否则插入操作一直处于阻塞状态,吞吐量通常高于LinkedBlockingQueue,静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了该队列
    • PriorityBlockingQueue:一个具有优先级的无限阻塞队列
  • maximumPoolSize:线程池所允许创建的最大线程数。如果队列满了,并且已创建的线程数小于最大线程数,则线程池会创建新的线程任务。如果使用了无界的任务队列,这个参数就没有效果
  • keepAliveTime:线程池的工作线程空闲后,保持存活的时间
  • milliseconds:线程活动的时间单位:如天、小时、秒、毫秒等。
  • RejectedExecutionHandler:饱和策略,当队列和线程池都满了,说明线程池处于饱和状态,必须采取一种策略处理提交的新任务。默认是AbortPolicy。四种策略如下
    • AbortPolicy:直接抛出异常
    • CallerRunsPolicy:使用调用者所在线程来运行任务
    • DiscardOldestPolicy:丢弃队列里最老的一个任务,执行当前的一个任务
    • DiscardPolicy:不处理,丢弃掉

向线程池提交任务

可以通过execute()和submit()方法向线程池提交任务。

  • execute()方法用于提交不需要返回值的任务。输入的参数是Runnable类的实例
  • submit()方法用于提交需要返回值的任务。线程池会返回一个future类型的对象,通过该对象判断任务是否执行成功;通过get方法来获取返回值,get()方法会阻塞当前线程直到任务执行成功;get(long timeunit,TimeUnit unit)方法会阻塞当前线程一段时间后返回,这时候任务可能没有执行完

关闭线程池

通过shutdown或shutdownNow方法来关闭线程池。

合理配置线程池

  • CPU密集型任务应该配置尽可能性小的线程,如配置Ncpu+1个线程的线程池

  • IO密集型则配置尽可能多的线程,如2*Ncpu

    通过Runtime.getRuntime().availableProcessors()方法获得当前设备的CPU个数